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高中解析几何专题题型复习:轨迹方程问题、定点定值问题

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解析几何讲义--定线、定点、定值问题

学员编号: 年 级:高三 课 时 数: 学员姓名: 辅导科目:数学 学科教师:孙明靖 授课类型 星级 T— 同步 ★★★ 1. 求轨迹方程的题型方法 C— 专题 ★★★ T—能力 ★★★★ 教学目标 2. 定点问题的解题方法 3. 定制问题的解题方法 教学重难点 授课日期及时段 1. 熟练掌握相关的题型方法 2021年01月01日 13:00—15:00 教学内容 基础梳理 定线问题:定直线问题是证明动点在 定直线上,其实质是求动点的轨迹方程,所以所用的方法即为 求轨迹方程的方法,如定义法、消参法、交轨法等. 精讲精练 一、一般法:求轨迹方程时,没有坐标系时要先建立坐标系,设轨迹上任一点的坐标为x,y,轨迹方程就是 x,y之间的等式,关键是找到等量关系,然后用x,y表示。推导圆、圆锥曲线等的标准方程都用了这种方法。【例1】点A(0,2)是圆x+y=16内的定点,B,C是这个圆上的两个动点,若BA⊥CA,求BC中点M的轨迹方程,并说明它的轨迹是什么曲线. 【变式】已知坐标平面上点M(x,y)与两个定点M1(26,1),M2(2,1)的距离之比等于5. (1)求点M的轨迹方程,并说明轨迹是什么图形; (2)记(1)中的轨迹为C,过点M(-2,3)的直线l被C所截得的线段的长为8,求直线l的方程. 二、相关点代入法 【例2】已知点M(x0,y0)在圆x+y=4上运动,N(4,0),点P(x,y)为线段MN的中点. (1)求点P(x,y)的轨迹方程; (2)求点P(x,y)到直线3x+4y-86=0的距离的最大值和最小值. 2222xy→→→【变式】P是椭圆2+2=1(a>b>0)上的任意一点,F1,F2是它的两个焦点,O为坐标原点,OQ=PF1+PF2,求ab动点Q的轨迹方程. 三、定义法 1122【例3】已知点A(-,0),B是圆F:(x-) +y=4(F为圆心)上一动点,线段AB的垂直平分线交BF于P,22求动点P的轨迹方程. 【变式】如图,已知圆A:(x+3)+y=100,圆A内一定点B(3,0),动圆P过B点且与圆A内切,设动圆P的半径为r,求圆心P的轨迹方程. 2222 能力检验 1.动点P到两定点A(-3,0)、B(3,0)距离之和为10,则点P的轨迹方程为________. 2与圆C1:(x+3)+y=1外切,且与圆C2:(x-3)+y=81内切的动圆圆心P的轨迹方程为________. 3.点A(2,0)是圆x+y=4上的定点,点B(1,1)是圆内一点,P,Q为圆上的动点. (1)求线段AP的中点的轨迹方程. (2)若∠PBQ=90°,求线段PQ的中点的轨迹方程. 4.一动圆过定点A(2,0),且与定圆x+4x+y-32=0内切,求动圆圆心M的轨迹方程. 5.如图△ABC中底边BC=12,其它两边AB和AC上中线的和为30,求此三角形重心G的轨迹方程,并求顶点A的轨迹方程. 6.已知点A(0,3)和圆O1:x+(y+3)=16,点M在圆O1上运动,点P在半径O1M上,且|PM|=|PA|,求动点P的轨迹方程. 知识小结 2222222222 重点梳理 定点问题:圆锥曲线中的定点问题往往与圆锥曲线中的“常数”有关,如椭圆的长、短轴,双曲线的虚、实轴,抛物线的焦参数等.解答这类题要大胆设参,运算推理,到最后参数必清. (1)参数法:参数法解决定点问题的思路:①引进动点的坐标或动直线中的参数表示变化量,即确定题目中的核心变量(此处设为k);②利用条件找到k与过定点的曲线F(x,y)=0之间的关系,得到关于k与x,y的等式,再研究变化量与参数何时没有关系,找到定点. (2)由特殊到一般法:由特殊到一般法求解定点问题时,常根据动点或动直线的特殊情况探索出定点,再证明该定点与变量无关. 题型:“设参→用参→消参”三步解决圆锥曲线中的定点问题 【例1-1】已知抛物线C:y=2px(p>0)的焦点F(1,0),O为坐标原点,A,B是抛物线C上异于O的两点. (1)求抛物线C的方程; 1(2)若直线OA,OB的斜率之积为-,求证:直线AB过x轴上一定点. 2 2精讲精练 能力检验 x2y2【跟踪训练1】已知椭圆C:2+2=1(a>b>0)的右焦点F(3,0),长半轴长与短半轴长的比值为2. ab(1)求椭圆C的标准方程; (2)设不经过点B(0,1)的直线l与椭圆C相交于不同的两点M,N,若点B在以线段MN为直径的圆上,证明:直线l过定点,并求出该定点的坐标. 【跟踪训练2】(2019·北京卷)已知抛物线C:x=-2py经过点(2,-1). (1)求抛物线C的方程及其准线方程; (2)设O为原点,过抛物线C的焦点作斜率不为0的直线l交抛物线C于两点M,N,直线y=-1分别交直线OM,ON于点A和点B.求证:以AB为直径的圆经过y轴上的两个定点. 2x2y23【跟踪训练3】(2017·全国卷Ⅰ)已知椭圆C:2+2=1(a>b>0),四点P1(1,1),P2(0,1),P3(-1,),ab2P41,3中恰有三点在椭圆C上. 2(1)求C的方程; (2)设直线l不经过P2点且与C相交于A,B两点.若直线P2A与直线P2B的斜率的和为-1,证明:l过定点. 课后小结 【名师指导】 定点问题实质及求解步骤 解析几何中的定点问题实质是:当动直线或动圆变化时,这些直线或圆相交于一点,即这些直线或圆绕着定点在转动.这类问题的求解一般可分为以下三步: 难点梳理 定值问题:定值问题的求解与证明类似,在求定值之前,已经知道定值的结果(题中未告知,可用特殊值探路求之),解答这类题要大胆设参,运算推理,到最后参数必清,定值显现. (1)圆锥曲线中的定值问题的常见类型及解题策略: (2)两种解题思路: ①从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关; ②引进变量法:其解题流程为: (1)直接消参求定值:常见定值问题的处理方法:①确定一个(或两个)变量为核心变量,其余量均利用条件用核心变量进行表示;②将所求表达式用核心变量进行表示(有的甚至就是核心变量),然后进行化简,看能否得到一个常数. (2)从特殊到一般求定值:常用处理技巧:①在运算过程中,尽量减少所求表达式中变量的个数,以便于向定值靠拢;②巧妙利用变量间的关系,例如点的坐标符合曲线方程等,尽量做到整体代入,简化运算. 能力突破 “设参→用参→消参”三步解决圆锥曲线中的定值问题 ―→―→【例1】设O为坐标原点,动点M在椭圆+=1上,过M作x轴的垂线,垂足为N,点P满足NP=2NM. 94(1)求点P的轨迹E的方程; (2)过F(1,0)的直线l1与点P的轨迹交于A,B两点,过F(1,0)作与l1垂直的直线l2与点P的轨迹交于C,x2y2D两点,求证: 1+为定值. |AB||CD|1能力提升 3. 2【跟踪训练1】已知椭圆C的两个顶点分别为A(-2,0),B(2,0),焦点在x轴上,离心率为(1)求椭圆C的方程; (2)如图所示,点D为x轴上一点,过点D作x轴的垂线交椭圆C于不同的两点M,N,过点D作AM的垂线交BN于点E.求证:△BDE与△BDN的面积之比为定值,并求出该定值. 【跟踪训练2】已知抛物线C:y=2px经过点P(1,2),过点Q(0,1)的直线l与抛物线C有两个不同的交点2A,B,且直线PA交y轴于M,直线PB交y轴于N. (1)求直线l的斜率的取值范围; →→→→11(2)设O为原点,QM=λQO,QN=μQO,求证:+为定值. λμ 【跟踪训练3】(2017·全国卷Ⅲ)在直角坐标系xOy中,曲线y=x+mx-2与x轴交于A,B两点,点C的坐标为(0,1).当m变化时,解答下列问题: (1)能否出现AC⊥BC的情况?说明理由; (2)证明过A,B,C三点的圆在y轴上截得的弦长为定值 课后小结 【名师指导】 定值问题实质及求解步骤 定值问题一般是指在求解解析几何问题的过程中,探究某些几何量(斜率、距离、面积、比值等)与变量(斜率、点的坐标等)无关的问题.其求解步骤一般为: 2 明师教育课后堂测 学生姓名: 测试时间:45分钟 满分:42分 得分: 【轨迹问题】(2020·黑龙江哈尔滨师大附中高三模拟(理))已知以动点P为圆心的切,与定圆P与直线l:x相12F:(x1)2y21相外切. 4(Ⅰ)求动圆圆心P的轨迹方程C; (Ⅱ)过曲线C上位于x轴两侧的点M、N(MN不与x轴垂直)分别作直线l的垂线,垂足记为M1、N1,直线l交x轴于点A,记AMM1、AMN、ANN1的面积分别为S1、S2、S3,且S24S1S3,证明:直2线MN过定点. 1x2y2【定点问题】已知椭圆C:221ab0的离心率为,以原点为圆心,椭圆的短半轴为半径的圆2ab与直线xy60相切,过点P4,0且不垂直于x轴直线l与椭圆C相交于A、B两点。 (1)求椭圆C的方程; (2)若点B关于x轴的对称点是点E,证明:直线AE与x轴相交于定点。 x2【定值问题】(2020·河北省北戴河中学模拟)在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:+y=1,点P(x1,42x1x2y1),Q(x2,y2)是椭圆C上两个动点,直线OP,OQ的斜率分别为k1,k2,若m=,y1,n=,y2,m·n=220. 1(1)求证:k1·k2=-; 4(2)试探求△OPQ的面积S是否为定值,并说明理由.

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